DE102004006266A1 - Piezoelectric actuator for fuel injector of internal combustion engine, has cylindrical container enclosing piezoelectric stack and resistance element connected to stack - Google Patents

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Abstract

Piezoelectric material layer (12A) and internal electrodes (121,122) are laminated alternately to form a piezoelectric stack (12). A cylindrical container (11) encloses the stack expandably. A resistance element (12C) arranged inside the container is electrically connected to the piezoelectric stack. An independent claim is also included for fuel injector of internal combustion engine.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein piezoelektrisches Betätigungsglied und eine das piezoelektrische Betätigungsglied anwendende Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine.The present invention relates to a piezoelectric actuator and a fuel injector using the piezoelectric actuator for one Internal combustion engine.

In letzter Zeit wurde zum Einspritzen von Hochdruckkraftstoff (unter hohem Druck gesetzten Kraftstoff) in eine Dieselbrennkraftmaschine und dergleichen die Anwendung einer hydraulischen Kraftstoffeinspritzvorrichtung in betracht gezogen, die ein piezoelektrisches Betätigungsglied anwendet. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung in dieser Art überträgt einen Versatz, der in Zusammenhang mit der Expansion oder Kontraktion des piezoelektrischen Betätigungsglieds auftritt, auf einen hydraulischen Kolben. Eine Hydraulikdruckkammer ist an einer Endoberfläche des Hydraulikkolbens angeordnet. Der Hydraulikdruck in der Hydraulikdruckkammer steuert den Gegendruck einer Düsennadel durch ein Hydraulikdruckventil. Der Hydraulikkolben wird durch Erregung des piezoelektrischen Betätigungsglieds bewegt. Somit wird der Druck in der Hydraulikdruckkammer geändert und wird die Düsennadel indirekt angetrieben.Lately has been used for injection high pressure fuel (high pressure fuel) in a diesel engine and the like, the application of a hydraulic fuel injector considered, which is a piezoelectric actuator applies. The fuel injector in this way transmits one Offset related to expansion or contraction of the piezoelectric actuator occurs on a hydraulic piston. A hydraulic pressure chamber is on one end surface arranged of the hydraulic piston. The hydraulic pressure in the hydraulic pressure chamber controls the back pressure of a nozzle needle through a hydraulic pressure valve. The hydraulic piston is energized of the piezoelectric actuator emotional. Thus, the pressure in the hydraulic pressure chamber is changed and becomes the nozzle needle indirectly driven.

Das piezoelektrische Betätigungsglied weist einen Piezostapel auf, der durch Stapeln einer Vielzahl von Schichten aus einem piezoelektrischen Material geformt ist. Falls Elektroden, die zwischen den jeweiligen Schichten aus piezoelektrischem Material angeordnet sind, gespeist werden, expandiert oder kontrahiert das piezoelektrische Betätigungsglied und erzeugt den Versatz. Zur Vermeidung des Eindringens von Feuchtigkeit oder Fremdstoffen von außerhalb in den Piezostapel weist das piezoelektrische Betätigungsglied einen Einheitsaufbau zum Abdichten des Piezostapels innerhalb eines Gehäuses auf, das einen Teil aufweist, das in der Lage ist, sich zu expandieren oder kontrahieren.The piezoelectric actuator has a piezo stack that can be stacked by a plurality of Layers are formed from a piezoelectric material. If Electrodes between the respective layers of piezoelectric Material are arranged, fed, expanded or contracted the piezoelectric actuator and creates the offset. To prevent the ingress of moisture or Foreign matter from outside the piezoelectric actuator points into the piezo stack a unit structure for sealing the piezo stack within a Housing on, that has a part that is able to expand or contract.

Eine Technik zum Formen (Gießen) eines elektrischen Widerstandselements in ein Speisungsanschlusselement, das die Speisung (Versorgung mit Energie) von außerhalb auf das piezoelektrische Betätigungsglied überträgt, ist in der Deutschen Offenlegungsschrift Nr. 19940346 offenbart. In dieser Technik wird das elektrische Widerstandselement außerhalb des Einheitsaufbaus angebracht, um den innerhalb der Einheit angeordneten Piezostapel vor einer elektrischen Ladung zu schützen, die durch eine Temperaturänderung und dergleichen erzeugt wird.A technique for molding (casting) an electrical Resistor elements in a supply connection element that the supply (Supply of energy) from outside transmits to the piezoelectric actuator in German Offenlegungsschrift No. 19940346. In This technique turns the electrical resistance element outside of the unit assembly attached to that arranged within the unit Protect the piezo stack from an electrical charge caused by a change in temperature and the like is generated.

In der vorstehend beschriebenen Technik wird das elektrische Widerstandselement nicht an einem einzelnen Stück der Einheit im Verlauf eines Herstellungsprozesses angebracht. Daher kann die Einheit nicht geschützt werden, falls die Einheit einer Umgebung ausgesetzt wird, in der die Temperatur während des Transports, Lagerung, Zusammenbau oder dergleichen sich ändert.In the technique described above the electrical resistance element is not on a single piece of the unit attached in the course of a manufacturing process. Hence unity not protected if the unit is exposed to an environment in which the temperature during of transportation, storage, assembly or the like changes.

Weiterhin gibt es, da ein Freiraum zum Abdichten des elektrischen Widerstandselements in dem Verbinder erforderlich ist, eine Möglichkeit, dass die physikalische Größe des piezoelektrischen Betätigungsglieds vergrößert wird.There is also a free space for sealing the electrical resistance element in the connector is needed a way that the physical size of the piezoelectric actuator is enlarged.

Da weiterhin ein Verbindungsprozess zum elektrischen Verbinden bzw. Anschließen des elektrischen Widerstandselements an das piezoelektrischen Betätigungsglied erforderlich ist, sind Löt- bzw.As a connection process continues for electrical connection or connection of the electrical resistance element to the piezoelectric actuator is required, solder respectively.

Schweißeinrichtungen zur Durchführung des Verbindungsprozesses erforderlich, weshalb aufgrund des Lötprozesses die Arbeitsstunden erhöht werden. Folglich gibt es die Möglichkeit, dass die Produktkosten erhöht werden.Welding equipment to carry out the connection process required, which is why the working hours due to the soldering process increase. So there is a possibility that the product cost increases become.

Daher liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein piezoelektrisches Betätigungsglied und eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine bereit zu stellen, die in der Lage sind, einen Piezostapel oder ein einzelnes Einheitsstück des Piezostapels selbst dann zu schützen, wenn der Piezostapel oder das einzelne Einheitsstück des Piezostapels alleine belassen wird, ohne dass die physikalische Größe des Piezostapels oder der Einheit des Piezostapels erhöht wird.Therefore, the present invention lies based on the object, a piezoelectric actuator and a fuel injector for one Provide internal combustion engine that are able to one Piezo stack or a single unit piece of the piezo stack itself to protect if the piezo stack or the single unit piece of the piezo stack alone is left without the physical size of the piezo stack or Unit of the piezo stack increased becomes.

Der vorliegenden Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein piezoelektrisches Betätigungsglied und eine Kraftstofffeinspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine bereit zu stellen, die in der Lage sind, einen Piezostapel oder ein einzelnes Einheitsstück des Piezostapels zu schützen und eine Temperaturkompensation einer Vorrichtung durchzuführen, die das piezoelektrische Betätigungsglied anwenden.The present invention lies further the object of a piezoelectric actuator and a fuel injection device for an internal combustion engine to be able to provide a piezo stack or a single unit piece of the piezo stack to protect and perform temperature compensation of a device that the piezoelectric actuator apply.

Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist ein piezoelektrisches Betätigungsglied einen Piezostapel auf, bei dem Schichten aus piezoelektrischen Material und innere Elektrodenschichten abwechselnd gestapelt sind. Das piezoelektrische Betätigungsglied weist ein zylindrisches Behälterteil zur Unterbringung eines Piezostapels derart, dass das Piezostapel sich ausdehnen und zusammenziehen kann, und ein elektrisches Widerstandselement auf, das elektrisch mit dem Piezostapel verbunden ist. Das elektrische Widerstandselement ist in dem zylindrischen Behälterteil enthalten.According to an embodiment of the present Invention, a piezoelectric actuator has a piezo stack on, where layers of piezoelectric material and inner Electrode layers are alternately stacked. The piezoelectric actuator has a cylindrical container part for accommodating a piezo stack in such a way that the piezo stack can expand and contract, and an electrical resistance element on, which is electrically connected to the piezo stack. The electrical Resistance element is contained in the cylindrical container part.

Somit kann eine durch eine Temperaturänderung erzeugte elektrische Ladung des Piezostapels in das mit den Piezostapel elektrisch verbundenen elektrische Widerstandselement abgeleitet (abgeführt) werden, selbst falls die Temperatur während des Transports, der Lagerung oder des Zusammenbaus in einem Herstellungsprozess des piezoelektrischen Betätigungsglieds oder einer Vorrichtung, die das piezoelektrische Betätigungsglied anwendet, sich ändert. Als Ergebnis kann ein Polarisationsdurchbruch des Piezostapels verhindert werden.Thus, a change in temperature generated electrical charge of the piezo stack in the with the piezo stack electrically connected electrical resistance element derived (Discharged) even if the temperature during transportation, storage or assembly in a piezoelectric manufacturing process actuator or a device that actuates the piezoelectric actuator applies, changes. As a result, polarization breakdown of the piezo stack can be prevented become.

Somit kann, selbst falls ein einzelnes Stück des Piezostapels einer Umgebung ausgesetzt wird, in der sich die Temperatur ändert, das eingebaute elektrische Widerstandselement die Schutzfunktion ausführen.Thus, even if a single Piece of Piezo stack is exposed to an environment in which the temperature changes, the built-in electrical resistance element perform the protective function.

Die Erfindung ist nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung beschrieben. Es zeigen:The invention is illustrated below of embodiments described with reference to the accompanying drawings. Show it:

1 eine Querschnittsdarstellung einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, die ein piezoelektrisches Betätigungsglied gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anwendet, 1 2 shows a cross-sectional illustration of a fuel injection device for an internal combustion engine which uses a piezoelectric actuator according to a first exemplary embodiment of the present invention,

2 eine Querschnittsdarstellung des piezoelektrischen Betätigungsglieds gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, 2 2 shows a cross-sectional illustration of the piezoelectric actuator according to the first exemplary embodiment,

3 eine perspektivische Darstellung eines Piezostapels des piezoelektrischen Betätigungsglieds gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, 3 2 shows a perspective illustration of a piezo stack of the piezoelectric actuator according to the first exemplary embodiment,

4 eine auseinander gezogene Darstellung des Piezostapels gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, 4 4 shows an exploded view of the piezo stack according to the first exemplary embodiment of the present invention,

5 eine Querschnittsdarstellung eines Piezostapels eines piezoelektrischen Betätigungsglieds gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, 5 3 shows a cross-sectional illustration of a piezo stack of a piezoelectric actuating element according to a second exemplary embodiment of the present invention,

6 ein elektrisches Schaltbild des piezoelektrischen Betätigungsglieds gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel, 6 2 shows an electrical circuit diagram of the piezoelectric actuator according to the second exemplary embodiment,

7 ein elektrisches Schaltbild eines piezoelektrischen Betätigungsglieds gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, 7 3 shows an electrical circuit diagram of a piezoelectric actuator according to a third exemplary embodiment of the present invention,

8 ein elektrisches Schaltbild eines piezoelektrischen Betätigungsglieds gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, 8th 3 shows an electrical circuit diagram of a piezoelectric actuator according to a fourth exemplary embodiment of the present invention,

9 ein elektrisches Schaltbild eines piezoelektrischen Betätigungsglieds gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, 9 1 shows an electrical circuit diagram of a piezoelectric actuator according to a fifth exemplary embodiment of the present invention,

10 ein elektrisches Schaltbild eines piezoelektrischen Betätigungsglieds gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, und 10 an electrical circuit diagram of a piezoelectric actuator according to a sixth embodiment of the present invention, and

11 ein elektrisches Schaltbild eines piezoelektrischen Betätigungsglieds gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 11 an electrical circuit diagram of a piezoelectric actuator according to a seventh embodiment of the present invention.

Erstes AusführungsbeispielFirst embodiment

In 1 ist eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung veranschaulicht, die ein piezoelektrisches Betätigungsglied für eine Brennkraftmaschine gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel verwendet.In 1 illustrates a fuel injector using a piezoelectric actuator for an internal combustion engine according to a first embodiment.

Wie es in 1 gezeigt ist, ist die Kraftstoffeinspritzvorrichtung (Kraftstoffinjektor) durch Anordnen eines Düsenkörpers H4 an einem unteren Ende eines Gehäuses H1 durch Strömungsdurchlassformungsteile H2 und H3 sowie durch fluiddichtes Befestigen des Düsenkörpers H4 mit einer Halterung H5. Ein piezoelektrisches Betätigungsglied 1 ist in dem Gehäuse H1 untergebracht. Wie es in 1 gezeigt ist, ist ein Hochdruckkraftstoffdurchlass 62 innerhalb des Gehäuses H1 in einer vertikalen Richtung gemäß 1 geformt. Der Hochdruckkraftstoffdurchlass 62 ist mit einem äußeren Common-Rail über ein Kraftstoffeinleitungsrohr 63 verbunden, das nach oben vorspringt. Ein Kraftstoffrückflussrohr 65, das mit einem Ablaufdurchlass 64 kommuniziert, ist an einer oberen Seite des Gehäuses H1 angeordnet, so dass das Kraftstoffrückflussrohr 65 vorspringt. Auslaufender Kraftstoff, der aus dem Kraftstoffrückflussrohr 65 ausströmt, wird zu einem Kraftstofftank zurückgeführt.Like it in 1 is shown, the fuel injection device (fuel injector) by arranging a nozzle body H4 at a lower end of a housing H1 by flow passage molding parts H2 and H3 and by fluid-tight attachment of the nozzle body H4 with a bracket H5. A piezoelectric actuator 1 is housed in the housing H1. Like it in 1 is a high pressure fuel passage 62 according to the housing H1 in a vertical direction 1 shaped. The high pressure fuel passage 62 is with an outer common rail via a fuel inlet pipe 63 connected, which projects upwards. A fuel return pipe 65 that with an outlet 64 communicates, is arranged on an upper side of the housing H1, so that the fuel return pipe 65 projects. Leaking fuel coming out of the fuel return pipe 65 escapes, is returned to a fuel tank.

Das Gehäuse 1 ist im Wesentlichen in der Form eines kreisförmigen Zylinders geformt. Eine Längsöffnung 61 ist in dem Gehäuse H1 exzentrisch in Bezug auf die Zentralachse des Gehäuses H1 geformt. Ein zylindrisches Behälterteil (nachstehend als Behältnis bezeichnet) 11, das aus einem dünnen metallischen Zylinder geformt ist, ist in die Längsöffnung 61 entnehmbar eingesetzt. In dem Behältnis 11 ist das piezoelektrische Betätigungsglied 1 untergebracht. Die Längsöffnung 61 ist neben dem Hochdruckkraftstoffdurchlass 62 parallel geformt. Der Ablaufdurchlass 64 verläuft durch einen Raum zwischen der Längsöffnung 61 und dem Behältnis 11 und erstreckt sich in der Darstellung gemäß 1 weiter nach unten. Das piezoelektrische Betätigungsglied 1 weist eine Stange 13 auf, die eine untere Endoberfläche eines Piezostapels 12 berührt, der in dem Behältnis 11 untergebracht ist, wobei die Stange 13 sich mit dem Piezostapel 12 nach oben oder unten bewegt. Der Durchmesser der Stange 13 ist kleiner als derjenige des Piezostapels 12. Eine zylindrische Wand eines unteren Endes des Behältnisses 11, die den äußeren Rand der Stange 13 umgibt, ist gefaltet, um Bälge 15 bereit zu stellen, die in der Lage sind, sich auszudehnen und zusammenzuziehen. Ein äußerer Durchmesser der Bälge 15 stimmt im Wesentlichen mit einem äußeren Durchmesser des Hauptkörpers des Behältnisses 11 überein.The housing 1 is shaped essentially in the shape of a circular cylinder. A longitudinal opening 61 is formed in the housing H1 eccentrically with respect to the central axis of the housing H1. A cylindrical container part (hereinafter referred to as a container) 11 , which is formed from a thin metallic cylinder, is in the longitudinal opening 61 used removably. In the container 11 is the piezoelectric actuator 1 accommodated. The longitudinal opening 61 is next to the high pressure fuel passage 62 shaped in parallel. The drain outlet 64 runs through a space between the longitudinal opening 61 and the container 11 and extends according to the illustration 1 further down. The piezoelectric actuator 1 has a pole 13 on that a lower end surface of a piezo stack 12 touched that in the container 11 is housed, the rod 13 yourself with the piezo stack 12 moved up or down. The diameter of the rod 13 is smaller than that of the piezo stack 12 , A cylindrical wall of a lower end of the container 11 that the outer edge of the rod 13 surrounds is folded to bellows 15 ready to be able to expand and contract. An outer diameter of the bellows 15 essentially corresponds to an outer diameter of the main body of the container 11 match.

Der Rand eines unteren Endes der Bälge 15 ist an einem äußeren Rand eines scheibenartigen Teils 14a geschweißt und befestigt, das eine untere Oberfläche des Behältnisses 11 bereitstellt. Eine obere Oberfläche des scheibenartigen Teils 14a berührt eine untere Endoberfläche der Stange 13. Somit blockiert das scheibenartige Teil 14a ein Ende (das untere Ende) des Behältnisses 11. Dabei dient das scheibenartige Teil 14a als Versatzübertragungsteil, um den Versatz des piezoelektrischen Betätigungsglieds 1 auf einen Kolben mit größerem Durchmesser 2 als Kolbenteil zu übertragen. Die Kolben 15 dehnen sich in vertikaler Richtung aus bzw. ziehen sich zusammen entsprechend dem Versatz des piezoelektrischen Betätigungsglieds 1, so dass das scheibenartige Teil 14 sich bewegen kann, wobei eine Vorlast dem Piezostapel 12 in Kompressionsrichtung beaufschlagt wird. Diese Kompressionskraft ist ein Teil der erforderlichen Vorlast. Ein Hauptteil der erforderlichen Vorlast wird durch eine Schraubenfeder 2c bereitgestellt. Die untere Endoberfläche der Stange 13 ist in Form einer konvexgekrümmten Oberfläche geformt. Die Mitte der oberen Endoberfläche des scheibenartigen Teils 14a, die die untere Endoberfläche der Stange 13 berührt, ist in Form einer konkavgekrümmten Oberfläche geformt. Somit können die Mitten automatisch durch den Kontakt zwischen der konvexgekrümmten Oberfläche und der konkavgekrümmten Oberfläche justiert (ausgerichtet) werden. Ein Krümmungsradius der unteren Endoberfläche der Stange 13 ist etwas kleiner derjenige der oberen Oberfläche des scheibenartigen Teils 14a, um eine Kontaktfläche zu gewährleisten.The edge of a lower end of the bellows 15 is on an outer edge of a disc-like part 14a welded and attached to the bottom surface of the container 11 provides. An upper surface of the disk-like part 14a touches a lower end surface of the rod 13 , Thus, the disk-like part is blocked 14a one end (the lower end) of the container 11 , The disc-like part serves 14a as an offset transmission part to offset the piezoelectric actuator 1 on a piston with a larger diameter 2 to be transferred as a piston part. The pistons 15 expand or contract in the vertical direction according to the offset of the piezoelectric actuator 1 so that the disc-like part 14 can move, with a preload on the piezo stack 12 in the compression direction is struck. This compression force is part of the preload required. A major part of the preload required is provided by a coil spring 2c provided. The bottom end surface of the rod 13 is shaped in the form of a convex curved surface. The center of the upper end surface of the disk-like part 14a that are the lower end surface of the rod 13 touched, is shaped in the form of a concave curved surface. Thus, the centers can be automatically adjusted by the contact between the convex surface and the concave surface. A radius of curvature of the lower end surface of the rod 13 is slightly smaller than that of the upper surface of the disk-like part 14a to ensure a contact surface.

Der Kolben mit großen Durchmesser 2 ist derart geformt, dass ein Durchmesser von dessen oberen Endabschnitt verengt wird, um einen Abschnitt mit kleinem Durchmesser 2a bereit zu stellen. Eine Spitzenoberfläche des Abschnitts mit kleinem Durchmesser 2a berührt eine untere Oberfläche des scheibenartigen Teils 14a. Die Spitzenoberfläche des Abschnitts mit kleinem Durchmesser 2a ist in Form einer konvexgekrümmten Oberfläche geformt. Die untere Oberfläche des scheibenartigen Teils 14a, die die konvexgekrümmte Oberfläche berührt, ist in Form einer konkavgekrümmten Oberfläche derart geformt, dass der Abschnitt mit kleinem Durchmesser 2a und das scheibenartige Teil 14a sich einander durch die konvexgekrümmte Oberfläche und die konkavgekrümmte Oberfläche berühren. Der Krümmungsradius der konvexgekrümmten Oberfläche des Abschnitts mit kleinem Durchmesser 2a ist etwas kleiner als derjenige der konkavgekrümmten Oberfläche des scheibenartigen Teils 14a. Somit berühren sich das scheibenartige Teil 14a, die Stange 13 und der Abschnitt mit kleinem Durchmesser 2a einander über gekrümmten Oberflächen derart, dass deren Mitten justiert werden können, selbst falls deren Achsen beim Zusammenbau und dergleichen voneinander verschoben werden. Mithin kann ein Bruch verhindert werden, der verursacht würde, falls eine exzentrische Last auf den Piezostapel 12 beaufschlagt wird.The large diameter piston 2 is shaped such that a diameter is narrowed from its upper end portion to a small diameter portion 2a ready to provide. A tip surface of the small diameter section 2a touches a lower surface of the disk-like part 14a , The tip surface of the small diameter section 2a is shaped in the form of a convex curved surface. The lower surface of the disk-like part 14a that contacts the convex curved surface is shaped in the form of a concave curved surface such that the small diameter portion 2a and the disk-like part 14a touch each other through the convex curved surface and the concave curved surface. The radius of curvature of the convex surface of the small diameter section 2a is slightly smaller than that of the concave curved surface of the disk-like part 14a , Thus, the disc-like part touch 14a , the pole 13 and the small diameter section 2a each other over curved surfaces such that their centers can be adjusted even if their axes are shifted from each other during assembly and the like. This can prevent breakage that would be caused if an eccentric load was placed on the piezo stack 12 is applied.

Die Schraubenfeder 2c als ein Federteil ist um den Abschnitt mit kleinem Durchmesser 2a des Kolbens mit großem Durchmesser 2 angeordnet. Die Schraubenfeder 2c spannt ein ringartiges Teil 2b in Aufwärtsrichtung vor, das an den äußeren Rand des oberen Endes des Abschnitts mit kleinem Durchmesser 2a pressgepasst ist. Die Vorspannkraft wirkt auf den Kolben mit großem Durchmesser 2 durch das ringartige Teil 2b ein. Als Ergebnis spannt die Schraubenfeder 2c den Kolben mit großem Durchmesser 2 zu dem piezoelektrischen Betätigungsglied 1 hin vor. Die Vorspannkraft der Schraubenfeder 2c wirkt ebenfalls durch das scheibenartige Teil 14a und die Stange 13 auf den Piezostapel 12 ein. Somit fungiert die Vorspannkraft als Kompressionskraft des Piezostapels 12. Die Kompressionskraft der Schraubenfeder 2c und die Kompressionskraft der Bälge 15 können derart eingestellt werden, dass die Summe der Kompressionskräfte mit der vorbestimmten Vorlast übereinstimmt, die für die Piezostapel 12 erforderlich ist.The coil spring 2c as a spring member is around the small diameter section 2a of the large diameter piston 2 arranged. The coil spring 2c clamps a ring-like part 2 B in the upward direction that to the outer edge of the upper end of the small diameter section 2a is press-fit. The preload force acts on the piston with a large diameter 2 through the ring-like part 2 B on. As a result, the coil spring tensions 2c the large diameter piston 2 to the piezoelectric actuator 1 forward. The preload force of the coil spring 2c also works through the disc-like part 14a and the rod 13 on the piezo stack 12 on. The biasing force thus acts as the compression force of the piezo stack 12 , The compression force of the coil spring 2c and the compression force of the bellows 15 can be set in such a way that the sum of the compression forces corresponds to the predetermined preload required for the piezo stack 12 is required.

Die Vorspannkraft der Schraubenfeder 2c weist eine Wirkung auf eine Erhöhung der Kontaktdrücke zwischen den jeweiligen Teilen, die den Versatz übertragen, oder den Kontaktdruck zwischen dem Kolben mit großen Durchmesser 2 und dem scheibenartigen Teil 14a, den Kontaktdruck zwischen dem scheibenartigen Teil 14a und der Stange 13 und den Kontaktdruck zwischen der Stange 13 und den Piezostapel 12 jeweils auf. Als Ergebnis kann ein Verlust (Versatzverlust), der erzeugt wird, wenn der Versatz des Piezostapels 12 auf dem Kolben mit dem großen Durchmesser 2 übertragen wird, auf einen minimalen Wert begrenzt werden, so dass der Versatz effektiv übertragen werden kann.The preload force of the coil spring 2c has an effect of increasing the contact pressures between the respective parts that transmit the offset or the contact pressure between the large-diameter piston 2 and the disc-like part 14a , the contact pressure between the disc-like part 14a and the rod 13 and the contact pressure between the rod 13 and the piezo stack 12 each on. As a result, there can be a loss (offset loss) that is generated when the piezo stack is offset 12 on the large diameter piston 2 is limited to a minimum value so that the offset can be transmitted effectively.

Der Piezostapel 12 als das piezoelektrische Element ist durch Anordnen innerer Elektrodenschichten 121, 122 zwischen Schichten aus piezoelektrischem Material 12A derart geformt, dass positive Elektroden und negative Elektroden abwechselnd angeordnet sind. Wie es in 2 und 3 gezeigt ist, sind die Schichten aus piezoelektrischen Material 12A und die inneren Elektrodenschichten 121, 122 gleichzeitig derart geformt, dass die Schichten aus piezoelektrischen Material 12A und die innere Elektrodenschichten 121, 122 abwechselnd in einer Vielzahl von Schichten gestapelt sind. Die Pfeilmarkierung "A" in 2 zeigt die Richtung des Zusammenziehens und Auseinanderziehens des Piezostapels 12. Die Schicht aus piezoelektrischem Material 12A ist aus einem Rohling mit piezoelektrischen Materialien geformt, dessen Hauptrohmaterialien Bleioxid, Zirkonoxid, Titanoxid, Niobium-Oxid, Strontium-Karbonat und dergleichen sind. Wenn der Rohling geformt wird, werden Pulver der vorstehend beschriebenen piezoelektrischen Materialien gewichtsmäßig gemessen, um eine gewünschte Zusammensetzung zu erzielen. Die piezoelektrischen Materialien werden derart gemischt, dass das Verhältnis des Bleioxids um ein bis zwei Prozent fetter (reicher) als ein stöchiometrisches Verhältnis des Mischungsverhältnisses in der vorstehend beschriebenen Zusammensetzung ist, wenn die Verdampfung des Bleis berücksichtigt wird. Die vorstehend beschriebenen piezoelektrischen Materialien werden in einer Mischeinrichtung durch Trockenmischen gemischt, und die Mischung wird bei einer Temperatur von 800 bis 950°C kalziniert. Dann werden die kalzinierten Pulver in eine Aufschlämmung umgewandelt, indem reines Wasser (destilliertes Wasser) und ein Dispergiermittel zu den kalzinierten Pulver hinzugefügt werden, und die Aufschlämmung der kalzinierten Pulver werden durch Nassmahlen in einer Perlmühle gemahlen. Dann wird die gemahlene Substanz getrocknet und entfettet, und wird mit einem Lösungsmittel, einem Bindemittel, einem Elastifizierer (elasticizer), einem Dispergiermittel und dergleichen in einer Kugelmühle gemischt. Dann werden eine Vakuumentschäumung und eine Viskositätsjustierung der wässrigen Masse durchgeführt, während die Aufschlämmung mit einer Rühreinrichtung in einer Vakuumausrüstung gerührt wird. Dann wird die Aufschlämmung mittels einer Rakelvorrichtung in die Rohlinge geformt, die eine vorbestimmte Dicke aufweisen. Der erhaltene Rohling wird mit einem Pressgerät (Stanzgerät) oder durch eine Schneidemaschine in rechteckige Teile mit einer vorbestimmten Größe geschnitten. Dieselben Rohlinge werden in einem Antriebsabschnitt 111, einem Pufferabschnitt 112 und einem Blindabschnitt (Dummy-Abschnitt) 113 des Piezostapels 12 verwendet, wie es in 3 gezeigt ist. Danach wird ein Muster auf einer Oberfläche des geformten Rohlings mit einer Paste aus einer Mischung von Silber und Palladium (die nachstehend als Ag/Pd-Paste ist) gedruckt, wobei das Verhältnis von Silber zu Palladium 7 zu 3 beträgt. Ein Muster 121 (122), das etwas kleiner als die im Wesentlichen gesamte Oberfläche des Rohlings 12A als die Schicht aus piezoelektrischen Material ist, wird auf der Oberfläche des Rohlings 12A mit der Ag/Pd-Paste geformt. Auf diese Weise wird die innere Elektrodenschicht 121 (122) geformt. Kupfer, Nickel, Platin, Silber oder eine Mischung aus diesen Metallen kann als Material für die innere Elektrode verwendet werden. Die mit den inneren Elektrodenschichten 121 (122) geformten Rohlinge 12A werden in Bezug auf eine vorbestimmte Anzahl der gestapelten Schichten entsprechend den erforderlichen Spezifikationen des Versatzes des Antriebsabschnitts 111 und des Pufferabschnitts 112 vorbereitet. Rohlinge 12B, auf denen die innere Elektrodenschicht nicht gedruckt ist, werden in Bezug auf eine vorbestimmte Anzahl vorbereitet, die für den Pufferabschnitt 112 und dem Blindabschnitt 113 erforderlich ist.The piezo stack 12 as the piezoelectric element is by arranging inner electrode layers 121 . 122 between layers of piezoelectric material 12A shaped such that positive electrodes and negative electrodes are arranged alternately. Like it in 2 and 3 is shown, the layers are made of piezoelectric material 12A and the inner electrode layers 121 . 122 simultaneously shaped such that the layers of piezoelectric material 12A and the inner electrode layers 121 . 122 are alternately stacked in a plurality of layers. The arrow mark "A" in 2 shows the direction of contraction and contraction of the piezo stack 12 , The layer of piezoelectric material 12A is formed from a blank with piezoelectric materials, the main raw materials of which are lead oxide, zirconium oxide, titanium oxide, niobium oxide, strontium carbonate and the like. When the blank is molded, powders of the piezoelectric materials described above are measured by weight to achieve a desired composition. The piezoelectric materials are mixed such that the ratio of the lead oxide is one to two percent richer (richer) than a stoichiometric ratio of the mixing ratio in the composition described above when the evaporation of the lead is taken into account. The above-described piezoelectric materials are mixed in a mixer by dry mixing, and the mixture is calcined at a temperature of 800 to 950 ° C. Then the calcined powders are converted into a slurry by adding pure water (distilled water) and a dispersing agent to the calcined powders, and the slurry of the calcined powders are ground by wet milling in a bead mill. Then the ground substance is dried and degreased, and is mixed with a solvent, a binder, an elasticizer, a disperser medium and the like mixed in a ball mill. Then vacuum defoaming and viscosity adjustment of the aqueous mass are carried out while stirring the slurry with a stirrer in vacuum equipment. Then the slurry is formed into the blanks having a predetermined thickness by means of a doctor device. The blank obtained is cut with a press device (punching device) or by a cutting machine into rectangular parts of a predetermined size. The same blanks are in a drive section 111 , a buffer section 112 and a blind section (dummy section) 113 of the piezo stack 12 used as it is in 3 is shown. Thereafter, a pattern is printed on a surface of the molded blank with a paste of a mixture of silver and palladium (hereinafter referred to as Ag / Pd paste), the ratio of silver to palladium being 7 to 3. A pattern 121 ( 122 ), which is slightly smaller than the essentially entire surface of the blank 12A than the layer is made of piezoelectric material, is on the surface of the blank 12A molded with the Ag / Pd paste. In this way the inner electrode layer 121 ( 122 ) shaped. Copper, nickel, platinum, silver or a mixture of these metals can be used as the material for the inner electrode. The one with the inner electrode layers 121 ( 122 ) shaped blanks 12A with respect to a predetermined number of the stacked layers according to the required specifications of the offset of the drive section 111 and the buffer section 112 prepared. blanks 12B on which the inner electrode layer is not printed are prepared with respect to a predetermined number for the buffer portion 112 and the blind section 113 is required.

Wie es in 4 gezeigt ist, wird ein Rohling 12C als eine Widerstandselementschicht vorbereitet. Das Material des Widerstands ist nicht auf ein leitendes Widerstandsmaterial wie Bariumtitanat, Silizium-Carbid, Silizium-Nitrit, Molybden-Disulfid und dergleichen beschränkt. Allgemein bekannte Materialien zum Formen des elektrischen Widerstandselements können als Material für den Widerstand verwendet werden, falls der Rohling 12C zur selben Zeit wie die anderen Rohlinge 12A und 12B geformt werden kann. Wie bei den Rohlingen 12A wird ein Muster 121 (122), das etwas kleiner als die im Wesentlichen gesamte Oberfläche des Rohlings 12C ist, auf der Oberfläche des Rohlings 12C mit der Ag/Pd-Paste geformt. Der Rohling 12C stellt das elektrische Widerstandselement bereit.Like it in 4 is shown is a blank 12C prepared as a resistance element layer. The material of the resistor is not limited to a conductive resistor material such as barium titanate, silicon carbide, silicon nitrite, molybdenum disulfide and the like. Commonly known materials for forming the electrical resistance element can be used as the material for the resistance if the blank 12C at the same time as the other blanks 12A and 12B can be shaped. As with the blanks 12A becomes a pattern 121 ( 122 ), which is slightly smaller than the essentially entire surface of the blank 12C is on the surface of the blank 12C molded with the Ag / Pd paste. The blank 12C provides the electrical resistance element.

Dann werden, wie es in 3 und 4 gezeigt ist, die Rohlinge 12A, 12B und 12C gestapelt. 4 zeigt eine Darstellung des gestapelten Zustands der Rohlinge 12A. 4 zeigt eine auseinandergezogene Darstellung des Piezostapels, der sich entsprechend der Erregung (Speisung, Versorgung mit Energie) zusammenzieht oder auseinanderzieht. Auf diese Weise wird die geschichtete Struktur geformt, wie es in 3 gezeigt ist.Then be like it in 3 and 4 is shown the blanks 12A . 12B and 12C stacked. 4 shows a representation of the stacked state of the blanks 12A , 4 shows an exploded view of the piezo stack, which contracts or pulls apart according to the excitation (supply, supply with energy). In this way, the layered structure is shaped as shown in 3 is shown.

Dann wird eine Thermokompression durch Heizwassergummipressen (hot water rubber press) und dergleichen durchgeführt. Danach wird ein Entfetten mittels eines elektrischen Ofens bei einer Temperatur von 400 bis 700°C durchgeführt. Daraufhin wird der beschichtete Körper bei einer Temperatur von 900 bis 1200°C gesintert. Dann werden die Seitenoberflächenelektroden 161 und 162 durch auftragen einer Silberpaste auf die seitlichen Oberflächen des beschichteten Körpers und durch einbrennen der aufgetragenen Silberpaste geformt. Alternativ dazu können die Seitenoberflächenelektroden 161 und 162 durch Einbrennen in der Ab/Pd-Paste geformt werden. Anstelle des in der Silberpaste verwendeten Silbers kann Nickel, Platin, eine Mischung aus Silber und Palladium angewandt werden.Then, thermal compression is performed by hot water rubber press and the like. Degreasing is then carried out using an electric oven at a temperature of 400 to 700 ° C. The coated body is then sintered at a temperature of 900 to 1200 ° C. Then the side surface electrodes 161 and 162 formed by applying a silver paste on the side surfaces of the coated body and by baking the applied silver paste. Alternatively, the side surface electrodes 161 and 162 can be formed by baking in the Ab / Pd paste. Instead of the silver used in the silver paste, nickel, platinum, a mixture of silver and palladium can be used.

Dann werden Leitungsdrähte 16a und 16b als externe Elektroden gemäß 2 mit den Seitenoberflächenelektroden 161 und 162 mit einem leitenden Klebemittel verbunden. Dann wird eine Gleichspannung zwischen den inneren Elektrodenschichten 121 und 122 des beschichteten Körpers durch die Leitungsdrähte 16a und 16b angelegt, um die Schichten aus piezoelektrischem Material 12A zu polarisieren. Auf diese Weise wird der Piezostapel 12 erhalten. Die Leitungsdrähte 16a und 16b können mit den Seitenoberflächenelektroden 161 und 162 durch Löten, Hartlöten und dergleichen verbunden werden. Die Leitungsdrähte 16a und 16b können mit den inneren Elektrodenschichten 121 und 122 mit leitenden Klebemitteln ohne Formen der Seitenoberflächenelektroden 161 und 162 verbunden werden. Für die Leitungsdrähte 16a und 16b kann eine leitende Metallfolie oder ein Metalldraht (einschließlich eines beschichteten Drahts) angewandt werden. Die Leitungsdrähte 16a und 16b sind die externen Elektroden eines Anschlusselements (Verbinders) 16, der in einem oberen Ende des Behältnisses 11 befestigt ist, um dem Piezostapel 12 von außen Energie zuzuführen.Then lead wires 16a and 16b as external electrodes according to 2 with the side surface electrodes 161 and 162 bonded with a conductive adhesive. Then there is a DC voltage between the inner electrode layers 121 and 122 of the coated body through the lead wires 16a and 16b applied to the layers of piezoelectric material 12A to polarize. This way the piezostack 12 receive. The lead wires 16a and 16b can with the side surface electrodes 161 and 162 can be connected by soldering, brazing and the like. The lead wires 16a and 16b can with the inner electrode layers 121 and 122 with conductive adhesives without shaping the side surface electrodes 161 and 162 get connected. For the lead wires 16a and 16b a conductive metal foil or metal wire (including a coated wire) can be used. The lead wires 16a and 16b are the external electrodes of a connection element (connector) 16 that is in an upper end of the container 11 is attached to the piezo stack 12 to supply energy from outside.

Der Rand des oberen Endes des Behältnisses 11 ist an einen äußeren Rand eines zylindrischen Teils 14b befestigt und dichtet das obere Ende des Behältnisses 11 ab. Das zylindrische Teil 14b ist mit Durchgangsöffnungen zum Hindurchführen der Leitungsdrähte 16a und 16b nach außen geformt. Die Freiräume zwischen den Durchgangsöffnungen und den Leitungsdrähten 16a und 16b sind mit Abdichtungsteilen und dergleichen aufgefüllt. Isolierteile sind um die Leitungsdrähte 16a und 16b angeordnet, um eine Isolierung zwischen dem Behältnis 11 und den Leitungsdrähten 16a und 16b zu gewährleisten. Das Behältnis 11 ist mit einem oberen Ende der Längsöffnung 61 durch Klemmen einer Sicherungsmutter 17 befestigt, die um den Rand des Anschlusselements 16 angeordnet ist. Eine ringförmige Unterlegscheibe 18 ist zwischen einem an dem äußeren Rand des Verbinders 16 geformten Flansch und einem gestuften Abschnitts der Längsöffnung 61 angeordnet, um den Raum zwischen den Flansch des Verbinders 16 und dem gestuften Abschnitt der Längsöffnung 61 abzudichten. Dabei wird durch die Unterlegscheibe die Höhe zur Einpassung des Behältnisses 11 justiert.The edge of the top of the container 11 is on an outer edge of a cylindrical part 14b fastens and seals the top of the container 11 from. The cylindrical part 14b is with through openings for the passage of the lead wires 16a and 16b shaped outwards. The free spaces between the through openings and the lead wires 16a and 16b are filled with sealing parts and the like. Insulating parts are around the lead wires 16a and 16b arranged to provide insulation between the container 11 and the lead wires 16a and 16b to ensure. The container 11 is with an upper end of the longitudinal opening 61 by clamping a lock nut 17 attached that around the edge of the connector 16 is arranged. An annular washer 18 is between one on the outer edge of the connector 16 shaped flange and egg a stepped section of the longitudinal opening 61 arranged to the space between the flange of the connector 16 and the stepped portion of the longitudinal opening 61 seal. The height for fitting the container is determined by the washer 11 adjusted.

Die Ag/Pd-Paste wird auf die eine Oberfläche jeder Schicht aus piezoelektrischem Material 12A aufgetragen, um die innere Elektrodenschicht 121 (122) zu bilden.The Ag / Pd paste is applied to one surface of each layer of piezoelectric material 12A applied to the inner electrode layer 121 ( 122 ) to build.

Alternativ dazu können beispielsweise die innere Elektrode 121 und die andere innere Elektrode 122 an beiden Oberflächen jeder Schicht aus piezoelektrischen Material 12A gedruckt werden, wie es in 4 dargestellt ist. Dies liegt daran, dass die Seitenoberflächenelektrode 161 und 162 sowie die inneren Elektrodenschichten 121 und 122 gleichzeitig wie die Schicht aus piezoelektrischem Material 12A durch Kalzinierung geformt werden können.Alternatively, for example, the inner electrode 121 and the other inner electrode 122 on both surfaces of each layer of piezoelectric material 12A be printed as it is in 4 is shown. This is because the side surface electrode 161 and 162 as well as the inner electrode layers 121 and 122 at the same time as the layer of piezoelectric material 12A can be formed by calcination.

Der Piezostapel 12, der auf einmal geformt wird, wird durch Stapeln der Vielzahl der Schichten aus piezoelektrischen Material 12Aa, 12Ab, 12Ac, 12Ad, 12Ae, 12Af, 12Ag, 12Ah geformt, wie es in 4 gezeigt ist. Die jeweiligen Schichten aus piezoelektrischen Material 12Aa bis 12Ah sind im Wesentlichen in derselben Form geformt. Genauer sind die jeweiligen Schichten aus piezoelektrischen Material 12Aa bis 12Ah dünne Keramikplatten, deren Dicke annähernd von 0,05 mm bis 1,0 mm beispielsweise reicht, und eine Form eines Polygons oder eines Kreises aufweisen, deren Durchmesser beispielsweise von etwa 5 bis 15 mm reicht. Die inneren Elektrodenschichten 121a, 121b, 121c, 121d, 121e, 121f, 121g und 121h sowie die inneren Elektrodenschichten 122a, 122b, 122c, 122d, 122e, 122f, 122g und 122h werden auf beiden Seiten der jeweiligen Schichten aus piezoelektrischen Material 12Aa bis 12Ah mit dünnen Membranen aus einer Mischung aus Silber und Palladium geformt, deren Dicke einige Mikrometer beträgt. Die innere Elektrodenschicht 121r und die innere Elektrodenschicht 122r sind an beiden Seiten des elektrischen Widerstandselements 12C mit dünnen Membranen aus der Mischung von Silber und Palladium geformt, deren Dicke einige Mikrometer beträgt. Das elektrische Widerstandselement 12C ist im Wesentlichen in derselben Form wie die Schichten aus piezoelektrischen Material 12Aa bis 12Ah geformt, und ist innerhalb der gestapelten Schichten aus piezoelektrischen Material 12Aa bis 12Ah angeordnet.The piezo stack 12 which is molded at one time is made by stacking the plurality of layers of piezoelectric material 12aa . 12ab . 12ac . 12a-d . 12ae . 12af . 12Ag . 12Ah shaped like it in 4 is shown. The respective layers made of piezoelectric material 12aa to 12Ah are shaped essentially in the same shape. The respective layers are made of piezoelectric material 12aa to 12Ah thin ceramic plates, the thickness of which ranges approximately from 0.05 mm to 1.0 mm, for example, and have a shape of a polygon or a circle, the diameter of which, for example, ranges from approximately 5 to 15 mm. The inner electrode layers 121 . 121b . 121c . 121d . 121e . 121f . 121g and 121h as well as the inner electrode layers 122a . 122b . 122c . 122d . 122e . 122f . 122g and 122h are made on both sides of the respective layers of piezoelectric material 12aa to 12Ah formed with thin membranes from a mixture of silver and palladium, the thickness of which is a few micrometers. The inner electrode layer 121r and the inner electrode layer 122r are on both sides of the electrical resistance element 12C formed with thin membranes from the mixture of silver and palladium, the thickness of which is a few micrometers. The electrical resistance element 12C is essentially the same shape as the layers of piezoelectric material 12aa to 12Ah shaped, and is within the stacked layers of piezoelectric material 12aa to 12Ah arranged.

Wie es in einer Schaltung gemäß 4 dargestellt ist, sind die inneren Elektroden 121a bis 121h elektrisch mit der Seitenoberflächenelektrode 161 verbunden, die elektrisch mit dem Leitungsdraht 16a verbunden sind. Die inneren Elektroden 122a bis 122h sind elektrisch mit der Seitenoberflächenelektrode 162 verbunden, die elektrisch mit dem Leitungsdraht 16b verbunden ist. Die innere Elektrodenschicht 121r ist elektrisch mit der Seitenoberflächenelektrode 161 verbunden. Die innere Elektrodenschicht 122r ist elektrisch mit der Seitenoberflächenelektrode 162 verbunden. Genauer sind die Schichten aus piezoelektrischem Material 12A und die elektrische Widerstandselementschicht 12C, die den Piezostapel 12 bilden, elektrisch miteinander parallel verbunden, wie es in 4 dargestellt ist. Die Ladung, die erzeugt wird, wenn die Spannung an die isolierenden Schichten aus piezoelektrischen Material 12Aa bis 12Ah angelegt wird, kann durch das elektrische Widerstandselement 12C abgeleitet (leaked) werden. Der Wert des Widerstands des elektrischen Widerstandselement 12C reicht von 0,1 bis 3MΩ (Megaohm), der einen geringen oder gar keinen Einfluss auf die angelegte Spannung in einer Anlegezeitdauer von einigen Millisekunden aufweist. Die Ladung wird in einer Zeitdauer von einigen Zehnmillisekunden bis Hundertmillisekunden abgeleitet. Als Ergebnis kann ein Polarisationsdurchbruch der Schichten aus piezoelektrischen Material 12Aa bis 12Ah verhindert werden und können die Schichten aus piezoelektrischen Material 12Aa bis 12Ah geschützt werden.As it is in a circuit 4 is shown are the inner electrodes 121 to 121h electrically with the side surface electrode 161 connected electrically to the lead wire 16a are connected. The inner electrodes 122a to 122h are electrical with the side surface electrode 162 connected electrically to the lead wire 16b connected is. The inner electrode layer 121r is electrical with the side surface electrode 161 connected. The inner electrode layer 122r is electrical with the side surface electrode 162 connected. The layers are made of piezoelectric material 12A and the electrical resistance element layer 12C that the piezostack 12 form, electrically connected together in parallel, as described in 4 is shown. The charge that is generated when the voltage is applied to the insulating layers of piezoelectric material 12aa to 12Ah can be applied by the electrical resistance element 12C be leaked. The value of the resistance of the electrical resistance element 12C ranges from 0.1 to 3MΩ (Megaohm), which has little or no influence on the applied voltage in an application period of a few milliseconds. The charge is dissipated in a period of a few tens of milliseconds to a hundred milliseconds. As a result, a polarization breakdown of the layers of piezoelectric material can occur 12aa to 12Ah can be prevented and the layers of piezoelectric material 12aa to 12Ah to be protected.

Eine Versatzvergrößerungskammer 3 als eine Fluidkammer und ein Kolben mit kleinem Durchmesser 4 sind koaxial unter dem Kolben mit großem Durchmesser 2 angeordnet, wie es in 1 dargestellt ist. Der Kolben mit kleinem Durchmesser 4 treibt ein Ventilteil 51 eines Dreiwegeventils 5 an. Der Kolben mit großem Durchmesser 2 und der Kolben mit kleinem Durchmesser sind gleitfähig in einem zylindrischen Teil 66 mit zwei unterschiedlichen inneren Durchmessern entsprechend den äußeren Durchmessern des Kolbens mit großem Durchmesser 2 und des Kolbens mit kleinem Durchmesser 4 angeordnet. Die Versatzvergrößerungskammer 3 ist geformt, indem der Kraftstoff als Betriebsfluid in einen Freiraum eingefüllt wird, der zwischen dem Kolben mit großem Durchmesser 2 und dem Kolben mit kleinem Durchmesser 4 vorgesehen ist. Die Versatzvergrößerungskammer 3 wandelt den Versatz des Piezostapels 12 in den Hydraulikdruck um. Genauer vergrößert die Versatzvergrößerungskammer 3 den Versatz unter Verwendung eines Durchmesserunterschieds zwischen dem Kolben mit großem Durchmesser 2 und dem Kolben mit kleinem Durchmesser 4 und überträgt den Versatz auf den Kolben mit dem kleinen Durchmesser 4.An offset enlargement chamber 3 as a fluid chamber and a small diameter piston 4 are coaxial under the large diameter piston 2 arranged as it is in 1 is shown. The small diameter piston 4 drives a valve part 51 of a three-way valve 5 on. The large diameter piston 2 and the small diameter piston are slidable in a cylindrical part 66 with two different inner diameters corresponding to the outer diameters of the large diameter piston 2 and the small diameter piston 4 arranged. The offset enlargement chamber 3 is formed by filling the fuel as a working fluid in a space between the large diameter piston 2 and the small diameter piston 4 is provided. The offset enlargement chamber 3 converts the offset of the piezo stack 12 into hydraulic pressure. More specifically, the offset enlargement chamber enlarges 3 the offset using a diameter difference between the large diameter piston 2 and the small diameter piston 4 and transfers the offset to the small diameter piston 4 ,

Das Dreiwegeventil 5 verbindet einen Kommunikationsdurchlass 52, der zu einer Gegendruckkammer 71 einer Düsennadel 7 führt, mit einem Hochdruckdurchlass 53 oder einem Niedrigdruckdurchlass 54 wahlweise, um den Druck in der Gegendruckkammer 71 zu erhöhen oder zu verringern. Der Hochdruckdurchlass 53 ist mit dem Hochdruckkraftstoffdurchlass 62 verbunden. Der Niedrigdruckdurchlass 54 ist mit dem Ablaufdurchlass 64 verbunden. Falls der Piezostapel 12 durch die Speisung ausgedehnt wird, wird der Versatz des Piezostapels 12 auf den Kolben mit großem Durchmesser 2 übertragen, und der Versatz wird vergrößert und auf den Kolben mit dem kleinen Durchmesser 4 unter Verwendung des Kraftstoffdrucks in der Versatzvergrößerungskammer 3 vergrößert. Falls der Kolben mit kleinem Durchmesser 4 und das Ventilteil 51 absinken, wird der Niedrigdruckdurchlass 54 geöffnet und strömt der Kraftstoff in der Gegendruckkammer 71 aus dem Dreiwegeventil 5 in den Ablaufdurchlass 64. Dabei steigt die Düsennadel 7 an und wird Kraftstoff eingespritzt. Falls die Speisung gestoppt wird, um den Piezostapel 12 zusammenzuziehen, steigt der Kolben mit großem Durchmesser 2 an und steigt der Kolben mit kleinem Durchmesser 4 an. Dann steigt das Ventilteil 51 aufgrund des Kraftstoffdrucks in dem Hochdruckdurchlass 53 an, und der Hochdruckkraftstoff strömt in die Gegendruckkammer 71 aus dem Hochdruckkraftstoffdurchlass 62. Auf diese Weise wird die Düsennadel 7 abgesenkt. Somit kann das Starten und Stoppen des Kraftstoffeinspritzens durch Erhöhen oder Absinken lassen der Düsennadel 7 auf der Grundlage des Auseinanderziehens oder Zusammenziehens oder des Versatzes des piezoelektrischen Betätigungsglieds 1 durchgeführt werden.The three-way valve 5 connects a communication passage 52 leading to a back pressure chamber 71 a nozzle needle 7 leads, with a high pressure passage 53 or a low pressure passage 54 optionally to the pressure in the back pressure chamber 71 to increase or decrease. The high pressure passage 53 is with the high pressure fuel passage 62 connected. The low pressure passage 54 is with the drain outlet 64 connected. If the piezo stack 12 is expanded by the supply, the offset of the piezo stack 12 on the large diameter piston 2 transferred, and the offset is increased and applied to the piston with the small diameter 4 using the fuel pressure in the offset enlargement chamber 3 increased. If the piston has a small diameter 4 and the valve part 51 will decrease, the low pressure passage will 54 opened and the fuel flows in the back pressure chamber 71 from the three-way valve 5 in the drain outlet 64 , The nozzle needle rises 7 and fuel is injected. If the supply is stopped, the piezostack 12 contraction, the large diameter piston rises 2 and the small diameter piston rises 4 on. Then the valve part rises 51 due to the fuel pressure in the high pressure passage 53 and the high pressure fuel flows into the back pressure chamber 71 from the high pressure fuel passage 62 , In this way the nozzle needle 7 lowered. Thus, starting and stopping fuel injection can be made by raising or lowering the nozzle needle 7 based on the contraction or contraction or displacement of the piezoelectric actuator 1 be performed.

Ein Absperrventil (Rückschlagventil, Sperrventil, check valve) 21 ist mit dem unteren Ende des Kolbens mit großem Durchmesser 2 integriert. Das Absperrventil 21 weist einen plattenförmigen Ventilkörper und eine Tellerfeder auf. Der Ventilkörper des Absperrventils 21 ist in einem Absperrventilhalter angeordnet, der an dem äußeren Rand des unteren Endes des Kolbens mit großem Durchmesser 2 befestigt ist. Ein Abschnitt des Absperrventilhalters ist in eine Konkavform geformt. Die Tellerfeder des Absperrventils 21 spannt den Ventilkörper zu den Kolben mit großem Durchmesser 2 hin vor. Der Ventilkörper öffnet oder schließt einen Durchlass, der innerhalb des Kolbens mit großem Durchmesser 2 geformt ist und mit dem Ablaufdurchlass 64 verbunden ist. Eine Durchgangsöffnung ist an der Mitte des Absperrventilhalters geformt, um das innere mit dem äußeren zu verbinden. Falls der Druck in der Versatzvergrößerungskammer 3 durch den Kraftstoffauslauf und dergleichen verringert wird, öffnet der Ventilkörper, so dass der Kraftstoff in die Versatzvergrößerungskammer 3 aus dem Ablaufdurchlass 64 durch den Durchlass innerhalb des Kolbens mit großem Durchmesser 2 wieder aufgefüllt wird. Auf diese Weise kann die Erzeugung von Blasen und dergleichen in der Versatzvergrößerungskammer 3 verhindert werden.A shut-off valve (check valve, shut-off valve, check valve) 21 is with the lower end of the large diameter piston 2 integrated. The shut-off valve 21 has a plate-shaped valve body and a plate spring. The valve body of the shut-off valve 21 is located in a check valve holder, which is on the outer edge of the lower end of the large diameter piston 2 is attached. A portion of the check valve holder is shaped into a concave shape. The diaphragm spring of the shut-off valve 21 clamps the valve body to the large diameter pistons 2 forward. The valve body opens or closes a passage that is inside the large diameter piston 2 is shaped and with the outlet passage 64 connected is. A through hole is formed at the center of the check valve holder to connect the inner to the outer. If the pressure in the offset enlargement chamber 3 is reduced by the fuel spout and the like, the valve body opens, so that the fuel in the displacement enlargement chamber 3 from the drain outlet 64 through the passage inside the large diameter piston 2 is replenished. In this way, the generation of bubbles and the like in the displacement enlargement chamber 3 be prevented.

Ein Anschlag 8 ist in der Versatzvergrößerungskammer 3 zur Begrenzung der Aufwärtsbewegung des Kolbens mit kleinem Durchmesser 4 innerhalb eines vorbestimmten Bereichs vorgesehen. Der Anschlag 8 ist aus einem ringförmigen Teil geformt, dessen Zentralöffnung derart geformt ist, dass ein innerer Durchmesser der Öffnung kleiner als der äußere Durchmesser des Kolbens mit kleinem Durchmesser 4 ist. Der Anschlag 8 ist pressgepasst und in der Versatzvergrößerungskammer 3 befestigt. Die Öffnung des Anschlags 8 dient ebenfalls als Dämpfer zum Dämpfen der Vibrationen des Kolbens mit kleinem Durchmesser 4 unter Verwendung der Kraftstoffströmung. Eine obere Endoberfläche des ringförmigen Teils 8 ist an einer Stelle angeordnet, an der eine Störung mit dem Kolben mit großem Durchmesser 2 vermieden werden kann. Somit behindert das ringförmige Teil 8 den Antrieb des Kolbens mit großem Durchmesser 2 nicht.An attack 8th is in the offset enlargement chamber 3 to limit the upward movement of the small diameter piston 4 provided within a predetermined range. The attack 8th is formed from an annular part whose central opening is shaped such that an inner diameter of the opening is smaller than the outer diameter of the small-diameter piston 4 is. The attack 8th is press-fitted and in the offset enlargement chamber 3 attached. The opening of the stop 8th also serves as a damper to dampen the vibrations of the small diameter piston 4 using the fuel flow. An upper end surface of the annular part 8th is located at a location where there is a malfunction with the large diameter piston 2 can be avoided. Thus, the ring-shaped part hampers 8th the large diameter piston drive 2 Not.

In dem piezoelektrischen Betätigungsglied 1 mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau wird das elektrische Widerstandselement 12C, das mit dem Piezostapel 12 elektrisch verbunden ist, zur gleichen Zeit wie der Piezostapel 12 geformt. Daher kann, selbst falls die Temperatur während des Transports, der Speicherung oder des Zusammenbauens in dem Herstellungsprozess des piezoelektrischen Betätigungsglieds oder der Vorrichtung, die das piezoelektrische Betätigungsglied anwendet, geändert wird, die elektrische Ladung des Piezostapels, die durch die Temperaturänderung erzeugt wird, in das elektrische Widerstandselement abgeleitet werden, das elektrisch mit dem Piezostapel verbunden ist. Als Ergebnis kann ein Polarisationsdurchbruch des Piezostapels verhindert werden. Daher kann, selbst wenn ein einzelnes Stück des Piezostapels einer Umgebung ausgesetzt wird, in der die Temperatur sich ändert, das eingebaute elektrische Widerstandselement die Schutzfunktion ausführen.In the piezoelectric actuator 1 with the structure described above, the electrical resistance element 12C that with the piezo stack 12 is electrically connected at the same time as the piezo stack 12 shaped. Therefore, even if the temperature is changed during transportation, storage, or assembly in the manufacturing process of the piezoelectric actuator or the device using the piezoelectric actuator, the electric charge of the piezo stack generated by the temperature change can be changed into that electrical resistance element are derived, which is electrically connected to the piezo stack. As a result, polarization breakdown of the piezo stack can be prevented. Therefore, even if a single piece of the piezo stack is exposed to an environment in which the temperature changes, the built-in electrical resistance element can perform the protective function.

Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel reicht der Widerstandswert des elektrischen Widerstandselements 12C von 0,1 bis 3MΩ. Falls der Wert des Widerstandswerts niedriger als 0,1MΩ ist, fließt ein Strom durch das elektrische Widerstandselement 12C, wenn eine Spannung an dem Piezostapel 12 angelegt wird, da der Widerstandswert zu niedrig ist. In diesem Fall gibt es die Möglichkeit, dass keine vorbestimmte Spannung an die jeweiligen Schichten aus piezoelektrischem Material 12A angelegt werden kann. Falls der Widerstandswert höher als 3MΩ ist, besteht die Möglichkeit, dass die Steuerung der elektrischen Ladung eine lange Zeit benötigt, wenn die an dem Piezostapel 12 angelegte Spannung ausgeschaltet wird. Somit kann die zum Ausdehnen oder Zusammenziehen des Piezostapels 12 erforderliche Spannung an die jeweiligen Schichten aus piezoelektrischem Material 12A angelegt werden. Dabei kann ein Ansprechen gewährleistet werden, so dass die elektrische Ladung innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer abgeleitet wird, wenn die an den Piezostapel 12 angelegte Spannung ausgeschaltet wird. Die Schichten aus piezoelektrischem Material 12A und das elektrische Widerstandselement 12C, die den Piezostapel 12 bilden, sind elektrisch miteinander parallel verbunden, wie es in 4 dargestellt ist.According to the present embodiment, the resistance value of the electrical resistance element is sufficient 12C from 0.1 to 3MΩ. If the value of the resistance value is less than 0.1MΩ, a current flows through the electrical resistance element 12C when there is a voltage on the piezo stack 12 is applied because the resistance value is too low. In this case there is the possibility that no predetermined voltage is applied to the respective layers of piezoelectric material 12A can be created. If the resistance value is higher than 3MΩ, there is a possibility that the control of the electric charge takes a long time if that on the piezo stack 12 applied voltage is switched off. This can be used to expand or contract the piezo stack 12 required voltage to the respective layers of piezoelectric material 12A be created. In this case, a response can be ensured so that the electrical charge is discharged within a predetermined period of time when the to the piezo stack 12 applied voltage is switched off. The layers of piezoelectric material 12A and the electrical resistance element 12C that the piezostack 12 form, are electrically connected in parallel, as described in 4 is shown.

Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das elektrische Widerstandselement 12C einstückig mit den Schichten aus piezoelektrischem Material 12A und den inneren Elektrodenschichten 121 und 122 geformt, indem das elektrische Widerstandselement 12C zur gleichen Zeit wie die Schichten aus piezoelektrischen Material 12A und die inneren Elektrodenschichten 121 und 122 geformt werden. Auf diese Weise werden das elektrische Widerstandselement 12C und die Schichten aus piezoelektrischem Material 12A miteinander gestapelt. Dementsprechend kann der Raum zum Anbringen des elektrischen Widerstandselements 12C im Vergleich zu der Technik verringert werden, in der das elektrische Widerstandselement in den Speisungsverbinder (das Speisungsanschlusselement) eingegossen wird.According to the present embodiment, the electrical resistance element 12C integral with the layers of piezoelectric material 12A and the inner electrode layers 121 and 122 shaped by the electrical contr standing element 12C at the same time as the layers of piezoelectric material 12A and the inner electrode layers 121 and 122 be shaped. In this way, the electrical resistance element 12C and the layers of piezoelectric material 12A stacked together. Accordingly, the space for mounting the electrical resistance element 12C can be reduced compared to the technique in which the electrical resistance element is molded into the feed connector (the feed connector).

Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann das elektrische Widerstandselement 12C aus dem elektrischen Widerstandsmaterial geformt werden, das Barium-Titanat als Hauptrohmaterial zusätzlich zu dem allgemein bekannten elektrischen Widerstandsmaterial geformt werden. In dem Fall, dass Barium-Titanat als Hauptrohmaterial verwendet wird, bildet das elektrische Widerstandselement 12C eine Keramik mit positiven Temperaturkoeffizienten (eine PTC-Keramik). Die PTC-Keramik weist eine hervorragende PTC-Charakteristik auf. Da die PTC-Keramik ebenfalls durch Sintern geformt wird, kann das elektrische Widerstandselement 12C zur gleichen Zeit wie der Piezostapel 12 geformt werden. Da die PTC-Keramik als elektrisches Widerstandselement 12C verwendet wird, kann die Curie-Temperatur einen weiten Bereich eingestellt werden und kann die Temperatur in einem relativ breiten Bereich erfasst (sensiert) werden. Daher kann die Temperaturkompensation der Ausdehnung oder des Zusammenziehens bzw. des Versatzes des piezoelektrischen Betätigungsglieds 1 mit hoher Genauigkeit durchgeführt werden.According to the present embodiment, the electrical resistance element 12C are formed from the electrical resistance material, the barium titanate as the main raw material is formed in addition to the generally known electrical resistance material. In the case that barium titanate is used as the main raw material, the electrical resistance element forms 12C a ceramic with positive temperature coefficients (a PTC ceramic). The PTC ceramic has an excellent PTC characteristic. Since the PTC ceramic is also formed by sintering, the electrical resistance element can 12C at the same time as the piezo stack 12 be shaped. Because the PTC ceramic as an electrical resistance element 12C is used, the Curie temperature can be set in a wide range and the temperature can be detected in a relatively wide range. Therefore, the temperature compensation of expansion or contraction or displacement of the piezoelectric actuator can 1 be carried out with high accuracy.

Weiterhin steigt der Widerstandswert des Widerstandselements 12C, der die PTC-Keramik verwendet, mit ansteigender Temperatur an. Daher kann die Wärmeerzeugung durch das elektrische Widerstandselement verringert werden, so dass der thermische Einfluss auf das Betätigungsglied auf ein geringes Maß verringert werden kann.Furthermore, the resistance value of the resistance element increases 12C using the PTC ceramic increases with increasing temperature. Therefore, the heat generation by the electrical resistance element can be reduced, so that the thermal influence on the actuator can be reduced to a small extent.

Zweites AusführungsbeispielSecond embodiment

Nachstehen ist ein piezoelektrische Betätigungsglied 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf 5 und 6 beschrieben. Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist das elektrische Widerstandselement 12C an einer Position angeordnet, die von der Speisungsschaltung zum Speisen des Piezostapels 12 von außerhalb entfernt ist.The following is a piezoelectric actuator 1 according to a second embodiment with reference to 5 and 6 described. According to the second embodiment, the electrical resistance element 12C arranged at a position by the feed circuit for feeding the piezo stack 12 is removed from outside.

Wie es in 5 gezeigt ist, wird das elektrische Widerstandselement 12C zur gleichen Zeit wie die Schichten aus piezoelektrischem Material 12A geformt, so dass das elektrische Widerstandselement 12C an einer Seite der Schicht aus piezoelektrischem Material 12A angeordnet wird, die entgegengesetzt zu den Wurzeln (Anschlüssen) der Leitungsdrähte 16a und 16b liegt. Wie es in 6 gezeigt ist, sind die Leitungsdrähte 16a und 16b des piezoelektrischen Betätigungsglied 1 mit einer Energieversorgungsschaltung (nachstehend als Antriebsschaltung bezeichnet) 80 zur Zufuhr der Leistung bzw. Energie zu dem Piezostapel 12 und einer Steuerungsschaltung (die nachstehend als elektronische Steuerungseinheit, ECU, bezeichnet ist) 90 zur Steuerung des Startens und des Stoppens der Speisung (Versorgung mit Energie) des Piezostapels 12 verbunden. Die Antriebsschaltung 80 und die ECU 90 bilden eine Speisungsschaltung zum Speisen des Piezostapels 12.Like it in 5 is shown, the electrical resistance element 12C at the same time as the layers of piezoelectric material 12A shaped so that the electrical resistance element 12C on one side of the layer of piezoelectric material 12A is placed opposite to the roots (terminals) of the lead wires 16a and 16b lies. Like it in 6 is shown are the lead wires 16a and 16b of the piezoelectric actuator 1 with a power supply circuit (hereinafter referred to as a drive circuit) 80 for supplying the power or energy to the piezo stack 12 and a control circuit (hereinafter referred to as an electronic control unit, ECU) 90 to control the start and stop of the supply (supply of energy) of the piezo stack 12 connected. The drive circuit 80 and the ECU 90 form a supply circuit for supplying the piezo stack 12 ,

Somit kann selbst, falls ein Fehler in der Leitung (der nachstehend als offener Stromkreis bezeichnet ist) durch einen Durchbruch in den Schichten aus piezoelektrischem Material 12A, den inneren Elektrodenschichten 121, 122 und dergleichen verursacht wird, die dem Piezostapel 12 bilden, die elektrische Ladung in den Schichten aus piezoelektrischem Material 12A, die an einer entfernteren Position als im Vergleich zu der Position der Schaltungsunterbrechung angeordnet sind, schnell durch das eingebaute elektrische Widerstandselement 12C verbraucht werden. Daher kann ein Phänomen wie das verhindert werden, dass die Expansion (Ausdehnung) oder die Kontraktion (das Zusammenziehen) des Piezostapels 12 nicht rückgängig gemacht (zurückgezogen, withdrawn) werden kann, selbst falls die Speisungsschaltung wie die Antriebsschaltung 80 ausgeschaltet wird.Thus, even if a fault in the line (hereinafter referred to as an open circuit) is caused by a breakdown in the layers of piezoelectric material 12A , the inner electrode layers 121 . 122 and the like caused by the piezo stack 12 form the electrical charge in the layers of piezoelectric material 12A located at a more distant position than compared to the position of the circuit breaker quickly by the built-in electrical resistance element 12C be consumed. Therefore, a phenomenon such as that can prevent the expansion (contraction) or contraction (contraction) of the piezo stack 12 cannot be undone, even if the supply circuit is like the drive circuit 80 is turned off.

Drittes AusführungsbeispielThird embodiment

Nachstehend ist ein piezoelektrisches Betätigungsglied 1 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf 7 beschrieben.Below is a piezoelectric actuator 1 according to a third embodiment with reference to FIG 7 described.

Gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel ist das elektrische Widerstandselement 12C in der Mitte des Piezostapels 12 angeordnet, wie es in 7 dargestellt ist. Somit ist das elektrische Widerstandselement 12C in der Mitte der Ausdehnungsrichtung der gestapelten Schichten einschließlich der Schichten aus piezoelektrischem Material 12A angeordnet. Daher kann die Temperatur des Piezostapels 12 selbst dann effektiv erfasst werden, falls der Piezostapel 12 eine Temperaturverteilung entlang seiner Ausdehnungsrichtung aufweist.According to the third embodiment, the electrical resistance element 12C in the middle of the piezo stack 12 arranged as it is in 7 is shown. Thus, the electrical resistance element 12C in the middle of the direction of expansion of the stacked layers including the layers of piezoelectric material 12A arranged. Therefore, the temperature of the piezo stack 12 be effectively captured even if the piezo stack 12 has a temperature distribution along its direction of expansion.

Viertes AusführungsbeispielFourth embodiment

Nachstehend ist ein piezoelektrisches Betätigungsglied 1 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf 8 beschrieben.Below is a piezoelectric actuator 1 according to a fourth embodiment with reference to 8th described.

Gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel sind die elektrischen Widerstandselemente 12C an beiden Enden des Piezostapels 12 angeordnet, wie es in 8 gezeigt ist. Somit sind die elektrischen Widerstandselemente 12C an beiden Enden der Ausdehnungsrichtung der gestapelten Schichten einschließlich der Schichten aus piezoelektrischem Material 12A angeordnet. Daher kann die Temperatur des Piezostapels 12 effektiv selbst dann erfasst werden, wenn der Piezostapel 12 eine Temperaturverteilung entlang seiner Ausdehnungsrichtung aufweist. In dem Fall, dass die elektrischen Widerstandselemente 12C an beiden Enden des Piezostapels 12 angeordnet sind, kann die Fehlersicherheitsredundanz für die Schaltungsunterbrechung verbessert werden.According to the fourth embodiment, the electrical resistance elements 12C at both ends of the piezo stack 12 arranged as it is in 8th is shown. Thus, the electrical resistance elements 12C at both ends of the direction of expansion of the stacked layers finally the layers of piezoelectric material 12A arranged. Therefore, the temperature of the piezo stack 12 effectively detected even when the piezo stack 12 has a temperature distribution along its direction of expansion. In the event that the electrical resistance elements 12C at both ends of the piezo stack 12 are arranged, the fail-safe redundancy for the circuit interruption can be improved.

Fünftes Ausführungsbeispiel Nachstehend ist ein piezoelektrisches Betätigungsglied 1 gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf 9 beschrieben.Fifth Embodiment The following is a piezoelectric actuator 1 according to a fifth embodiment with reference to FIG 9 described.

Gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel sind die elektrischen Widerstandselemente 12C an der Mitte an beiden Enden des Piezostapels 12 angeordnet, wie es 9 dargestellt ist. Somit sind die elektrischen Widerstandselemente 12C and der Mitte und an beiden Enden der Ausdehnungsrichtung der gestapelten Schichten einschließlich der Schichten aus piezoelektrischem Material 12A angeordnet. Daher kann die Temperatur des Piezostapels 12 effektiv selbst dann erfasst werden, falls der Piezostapel 12 eine Temperaturverteilung entlang seine Ausdehnungsrichtung aufweist.According to the fifth embodiment, the electrical resistance elements 12C in the middle at both ends of the piezo stack 12 arranged like it 9 is shown. Thus, the electrical resistance elements 12C at the center and both ends of the direction of expansion of the stacked layers including the layers of piezoelectric material 12A arranged. Therefore, the temperature of the piezo stack 12 effectively detected even if the piezo stack 12 has a temperature distribution along its direction of expansion.

In dem Fall, dass die elektrischen Widerstandselement 12C an der Mitte und beiden Enden des Piezostapels 12 angeordnet sind, kann die Fehlersicherheitsredundanz für die Stromkreisunterbrechung (circuit open) verbessert werden. Weiterhin kann eine nicht lineare Verteilung der Temperatur des Piezostapels 12, deren lineare Interpolation schwierig ist, an den drei Punkten interpoliert werden, so dass die Temperaturerfassungsgenauigkeit des Piezostapels 12 verbessert werden kann.In the event that the electrical resistance element 12C at the middle and both ends of the piezo stack 12 are arranged, the fail-safe redundancy for the circuit interruption (circuit open) can be improved. Furthermore, a non-linear distribution of the temperature of the piezo stack can 12 whose linear interpolation is difficult to be interpolated at the three points, so that the temperature detection accuracy of the piezo stack 12 can be improved.

Sechstes AusführungsbeispielSixth embodiment

Nachstehen ist ein piezoelektrisches Betätigungsglied 1 gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf 10 beschrieben.The following is a piezoelectric actuator 1 according to a sixth embodiment with reference to FIG 10 described.

Gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel sind mehrere Schichten der Piezostapel 12, die jeweils die elektrischen Widerstandselemente 12C und die Schichten aus piezoelektrischem Material 12A gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel aufweisen, gestapelt, um eine geschichtete Struktur zu bilden. Wie es in 10 gezeigt ist, sind die Piezostapel 12a, 12b, 12c gestapelt, um den Piezostapel 12 insgesamt zu bilden. Das elektrische Widerstandselement 12C ist unterhalb (nachgelagert, downstream) jeder der jeweiligen Piezostapel 12a, 12b und 12c angeordnet. Somit kann die Produktivität in dem Fall verbessert werden, in dem die Anzahl der Vielzahl der Schichten, in denen die Schichten aus piezoelektrischem Material 12A, die elektrischen Widerstandselemente 12C und die inneren Elektrodenschichten 121 und 122 abwechselnd gestapelt sind, größer als eine vorbestimmte Zahl ist, so dass die Vielzahl der Schichten beispielsweise nicht gleichzeitig gebildet werden können. Dabei kann, selbst wenn das einzelne Stück des Piezostapels alleine gelassen wird, die Schutzfunktion zuverlässig ausgeführt werden.According to the sixth exemplary embodiment, several layers are the piezo stack 12 , each of the electrical resistance elements 12C and the layers of piezoelectric material 12A according to the first embodiment, stacked to form a layered structure. Like it in 10 is shown are the piezostacks 12a . 12b . 12c stacked around the piezo stack 12 to form a total. The electrical resistance element 12C is below (downstream, downstream) each of the respective piezo stacks 12a . 12b and 12c arranged. Thus, productivity can be improved in the case where the number of the plurality of layers in which the layers of piezoelectric material 12A , the electrical resistance elements 12C and the inner electrode layers 121 and 122 are alternately stacked is larger than a predetermined number, so that the plurality of layers cannot be formed at the same time, for example. Even if the individual piece of the piezo stack is left alone, the protective function can be carried out reliably.

Die jeweiligen Piezostapel 12a, 12b und 12c mit den Schichten aus piezoelektrischem Material 12A und den elektrischen Widerstandselement 12C sind als Einheiten geformt, und die Einheiten sind in die Vielzahl der Schichten gestapelt. Daher kann die Erfassungsgenauigkeit der Temperatur des Piezostapels 12 verbessert werden, indem die Änderung der Widerstandswerte der elektrischen Widerstandselemente 12C der Piezostapel 12a, 12b und 12c jeweils erfasst wird.The respective piezo stack 12a . 12b and 12c with the layers of piezoelectric material 12A and the electrical resistance element 12C are shaped as units, and the units are stacked in the plurality of layers. Therefore, the detection accuracy of the temperature of the piezo stack 12 be improved by changing the resistance values of the electrical resistance elements 12C the piezo stack 12a . 12b and 12c is recorded in each case.

Da die Einheiten 12a, 12b und 12c in mehreren Schichten gestapelt sind, kann die Produktivität in den Fällen verbessert werden, in denen die Piezostapel unterschiedlicher Spezifikationen mit unterschiedlichen Stapellängen geformt werden. Weiterhin kann, selbst falls jede der Einheiten 12a, 12b und 12c in Form eines einzelnen Stücks während des Herstellungsprozesses alleine gelassen wird, der Polarisationsdurchbruch aufgrund der Temperaturänderung in der Umgebung verhindert werden, der die Einheit 12a, 12b und 12c ausgesetzt werden, da die elektrischen Widerstandselemente 12C mit den Einheiten 12a, 12b und 12c jeweils kombiniert sind.Because the units 12a . 12b and 12c Stacked in multiple layers, productivity can be improved in cases where the piezo stacks of different specifications are formed with different stack lengths. Furthermore, even if each of the units 12a . 12b and 12c being left alone in the form of a single piece during the manufacturing process, the polarization breakdown due to the temperature change in the environment preventing the unit from being prevented 12a . 12b and 12c exposed because of the electrical resistance elements 12C with the units 12a . 12b and 12c are combined.

Siebtes AusführungsbeispielSeventh embodiment

Nachstehend ist ein piezoelektrisches Betätigungsglied 1 gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf 11 beschrieben.Below is a piezoelectric actuator 1 according to a seventh embodiment with reference to FIG 11 described.

Gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel sind die elektrischen Widerstandselemente 12C an den Mitten der Piezostapel 12a, 12b und 12c jeweils anstelle an den abwärts gelegenen Enden der Piezostapel 12a, 12b und 12c wie gemäß im sechsten Ausführungsbeispiel angeordnet. Somit kann die Schutzfunktion zuverlässig durch die in den Mitten der Einheiten 12a, 12b und 12c jeweils angeordneten elektrischen Widerstandselement 12C wie gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel ausgeführt werden, selbst falls das einzelne Stück eines der Piezostapel 12a, 12b und 12c frei belassen wird.According to the seventh embodiment, the electrical resistance elements 12C at the center of the piezo stack 12a . 12b and 12c instead of at the downward ends of the piezo stack 12a . 12b and 12c as arranged according to the sixth embodiment. Thus, the protective function can be reliably performed in the middle of the units 12a . 12b and 12c each arranged electrical resistance element 12C as in the sixth embodiment, even if the single piece is one of the piezostacks 12a . 12b and 12c is left free.

Modifikationenmodifications

Gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen sind die Schichten aus piezoelektrischem Material 12A und das elektrische Widerstandselement 12C einstückig gestapelt und kalziniert, und werden gleichzeitig geformt. Alternativ dazu können die Schichten aus piezoelektrischem Material 12A und das elektrische Widerstandselement 12C getrennt kalziniert werden und dann gestapelt werden. Durch beide Verfahren kann das elektrische Widerstandselement 12C einstückig den Schichten aus piezoelektrischem Material 12A und den inneren Elektrodenschichten 121 und 122 einstückig gestapelt werden. Daher kann der Raum zum Anordnen des elektrischen Widerstandselements 12C verringert werden.According to the exemplary embodiments described above, the layers are made of piezoelectric material 12A and the electrical resistance element 12C stacked and calcined in one piece, and molded at the same time. Alternatively, the layers can be made of piezoelectric material 12A and the electrical resistance element 12C be calcined separately and then stacked. By both methods, the electrical resistance element 12C integrally the layers of piezoelectric material 12A and the inner electrode layers 121 and 122 be stacked in one piece. Therefore, the space for Arranging the electrical resistance element 12C be reduced.

Gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen wird die PTC-Keramik, die in der Lage ist, die Temperatur des Piezostapels 12 zu erfassen, als elektrisches Widerstandselement 12C verwendet. Falls der elektrische Widerstandswert des elektrischen Widerstandselements 12C eine Temperaturcharakteristik aufweist, kann das elektrische Widerstandselement 12C die Temperatur des Piezostapels 12 erfassen.According to the exemplary embodiments described above, the PTC ceramic, which is able to measure the temperature of the piezo stack 12 to be detected as an electrical resistance element 12C used. If the electrical resistance value of the electrical resistance element 12C has a temperature characteristic, the electrical resistance element 12C the temperature of the piezo stack 12 to capture.

Gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen wurde das piezoelektrische Betätigungsglied 1 in der Kraftstoffeinspritzvorrichtung verwendet. Die externe ECU 90 überwacht den elektrischen Widerstandswert des elektrischen Widerstandselements 12C, das den Piezostapel 12 mit aufbaut, kontinuierlich oder regelmäßig. Die ECU 90 erfasst die Temperatur des Piezostapels 12 auf der Grundlage des elektrischen Widerstandswerts. Als Ergebnis kann die ECU 90 die Temperaturkompensation der Kraftstoffeinspritzvorrichtung durch Steuerung der Spannung, der Ladungsenergie des Piezostapels 12 und der Speisungszeitdauer entsprechend der erfassten Temperatur durchführen. Weiterhin ist die Speisungszeitdauer (Speisungsperiode) entsprechend der Einspritzzeitdauer zur Zufuhr des Kraftstoffs in die Brennkraftmaschine kürzer als die Speisungszeitdauer für das Verstreuen der elektrischen Ladung, die von einigen Zehnmillisekunden bis Hundertmillisekunden reicht. Daher wird im normalen Betrieb das elektrische Widerstandselement 12C nicht durch die Speisung betätigt, die durch die von der ECU 90 angesteuerten Antriebsschaltung 80 durchgeführt wird. Im Gegensatz dazu arbeitet das elektrische Widerstandselement 12C und führt die Schutzfunktion aus, falls die ungewollte Ladung die piezoelektrischen Betätigungsglied 1 beispielsweise beaufschlagt wird, wenn die Temperatur in der Umgebung sich ändert, der das Piezoelektrische Betätigungsglied 1 und die Kraftstoffeinspritzvorrichtung ausgesetzt ist.According to the embodiments described above, the piezoelectric actuator 1 used in the fuel injector. The external ECU 90 monitors the electrical resistance value of the electrical resistance element 12C that the piezo stack 12 with builds up, continuously or regularly. The ECU 90 detects the temperature of the piezo stack 12 based on the electrical resistance value. As a result, the ECU 90 the temperature compensation of the fuel injection device by controlling the voltage, the charge energy of the piezo stack 12 and the duration of the feed in accordance with the recorded temperature. Furthermore, the feeding period (feeding period) corresponding to the injection period for supplying the fuel to the internal combustion engine is shorter than the feeding period for scattering the electric charge, which ranges from a few tens milliseconds to a hundred milliseconds. Therefore, in normal operation, the electrical resistance element 12C not operated by the power supplied by the ECU 90 controlled drive circuit 80 is carried out. In contrast, the electrical resistance element works 12C and performs the protective function if the unwanted charge is on the piezoelectric actuator 1 for example, when the temperature in the environment changes, the piezoelectric actuator 1 and the fuel injector is exposed.

Weiterhin wird in dem Fall, dass das elektrische Widerstandselement 12C aus der PTC-Keramik geformt ist, der Piezostapel 12 mit geringer Spannung gespeist und wird unter Verwendung der PTC-Charakteristik der PTC-Keramik erhitzt, während die Temperatur der Brennkraftmaschine niedrig ist. Als Ergebnis kann der Effekt erreicht werden, dass das piezoelektrische Betätigungsglied 1 sich schnell erhitzt und dass die Kraftstoffeinspritzvorrichtung betrieben werden kann, nachdem die Temperatur des piezoelektrischen Betätigungsglieds 1 einen stabilen Betriebsbereich erreicht hat.Furthermore, in the event that the electrical resistance element 12C The piezo stack is formed from the PTC ceramic 12 fed with low voltage and is heated using the PTC characteristic of the PTC ceramic while the temperature of the internal combustion engine is low. As a result, the effect that the piezoelectric actuator can be achieved 1 heats up quickly and that the fuel injector can operate after the temperature of the piezoelectric actuator 1 has reached a stable operating range.

Gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen wird das Dreiwegeventil durch die Erhöhung und Verringerung in der Versatzvergrößerungskammer als die Fluidkammer durch den Kolben mit kleinem Durchmesser angetrieben. Alternativ dazu kann die Düsennadel durch die Erhöhung und Verringerung des Hydraulikdrucks ohne Verwendung des Dreiwegeventils angetrieben werden. Alternativ kann die Düsennadel durch ein Zreiwegeventil anstelle durch das Dreiwegeventil geöffnet oder geschlossen werden.According to the exemplary embodiments described above the three-way valve is increased and decreased in the Displacement magnifying chamber than the fluid chamber is driven by the small diameter piston. alternative this can be done using the nozzle needle by increasing and reducing the hydraulic pressure without using the three-way valve are driven. Alternatively, the nozzle needle can be operated by a three-way valve instead of being opened or closed by the three-way valve.

Die Erfindung ist nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele begrenzt, sondern kann in vielerlei Weise ohne Abweichen von der erfinderischen Idee gesetzt werden.The invention is not based on the disclosed embodiments limited, but can in many ways without departing from the inventive idea.

Wie es vorstehend beschrieben worden ist, weist ein piezoelektrisches Betätigungsglied 1 einen Piezostapel 12 auf, in dem Schichten aus piezoelektrischem Material 12A und innere Elektrodenschichten 121, 122 abwechselnd gestapelt sind. Weiterhin weist das piezoelektrische Betätigungsglied 1 ein zylindrisches Behälterteil 11 zur Unterbringung des Piezostapels 12 derart auf, dass der Piezostapel 12 sich ausdehnen und zusammenziehen kann, und weist ein elektrisches Widerstandselement 12C auf, das elektrisch mit dem Piezostapel 12 verbunden ist. Das elektrische Widerstandselement 12C ist in dem zylindrischen Behälterteil 11 eingebaut. Elektrische Ladung des Piezostapels 12, die durch eine Temperaturänderung erzeugt wird, wird in das elektrische Widerstandselement 12C abgeleitet. Somit kann, selbst falls ein einzelnes Stück des Piezostapels 12 einer Umgebung ausgesetzt wird, in der sich die Temperatur ändert, der Piezostapel 12 durch das elektrische Widerstandselement 12C geschützt werden.As described above, a piezoelectric actuator has 1 a piezo stack 12 on, in the layers of piezoelectric material 12A and inner electrode layers 121 . 122 are stacked alternately. Furthermore, the piezoelectric actuator has 1 a cylindrical container part 11 to accommodate the piezo stack 12 in such a way that the piezo stack 12 can expand and contract, and has an electrical resistance element 12C on that electrically with the piezo stack 12 connected is. The electrical resistance element 12C is in the cylindrical container part 11 built-in. Electrical charge of the piezo stack 12 , which is generated by a temperature change, is in the electrical resistance element 12C derived. Thus, even if a single piece of the piezo stack 12 exposed to an environment where the temperature changes, the piezo stack 12 through the electrical resistance element 12C to be protected.

Claims (17)

Piezoelektrisches Betätigungsglied (1) mit einem Piezostapel (12), in dem Schichten aus piezoelektrischem Material (12A) und innerer Elektrodenschicht (121, 122) abwechselnd gestapelt sind, dadurch gekennzeichnet, dass das piezoelektrische Betätigungsglied (1) ein zylindrisches Behälterteil (11) zur Unterbringung des Piezostapels (12) aufweist, so dass der Piezostapel (12) sich ausdehnen und zusammenziehen kann, und ein elektrisches Widerstandselement (12C) aufweist, das elektrisch mit dem Piezostapel (12) verbunden ist, und das elektrische Widerstandselement (12C) in dem zylindrischen Behälterteil (11) eingebaut ist.Piezoelectric actuator ( 1 ) with a piezo stack ( 12 ), in which layers of piezoelectric material ( 12A ) and inner electrode layer ( 121 . 122 ) are alternately stacked, characterized in that the piezoelectric actuator ( 1 ) a cylindrical container part ( 11 ) to accommodate the piezo stack ( 12 ), so that the piezo stack ( 12 ) can expand and contract, and an electrical resistance element ( 12C ) which is electrically connected to the piezo stack ( 12 ) is connected, and the electrical resistance element ( 12C ) in the cylindrical container part ( 11 ) is installed. Piezoelektrisches Betätigungsglied (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Widerstandselement (12C) einen Widerstandswert in dem Bereich von 0,1 bis 3 MΩ aufweist.Piezoelectric actuator ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the electrical resistance element ( 12C ) has a resistance value in the range of 0.1 to 3 MΩ. Piezoelektrisches Betätigungsglied (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Widerstandselement (12C) einstückig mit den Schichten aus piezoelektrischen Material (12A) und den inneren Elektrodenschichten (121, 122) kalziniert wird, nachdem das elektrische Widerstandselement (12C) mit den Schichten aus piezoelektrischem Material (12A) und den inneren Elektrodenschichten (1221, 122) geschichtet worden ist.Piezoelectric actuator ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the electrical resistance element ( 12C ) in one piece with the layers of piezoelectric material ( 12A ) and the inner electrode layers ( 121 . 122 ) is calcined after the electrical resistance element ( 12C ) with the layers of piezoelectric Material ( 12A ) and the inner electrode layers ( 1221 . 122 ) has been layered. Piezoelektrisches Betätigungsglied (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Widerstandselement (12C) einen Widerstandswert mit einer Temperaturcharakteristik aufweist, und das elektrische Widerstandselement (12C) zur Erfassung der Temperatur des Piezostapels (12) verwendet wird.Piezoelectric actuator ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the electrical resistance element ( 12C ) has a resistance value with a temperature characteristic, and the electrical resistance element ( 12C ) for recording the temperature of the piezo stack ( 12 ) is used. Piezoelektrisches Betätigungsglied (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Widerstandselement (12C) in der Mitte und/oder an beiden Enden des Piezostapels (12) angeordnet ist.Piezoelectric actuator ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the electrical resistance element ( 12C ) in the middle and / or at both ends of the piezo stack ( 12 ) is arranged. Piezoelektrisches Betätigungsglied (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Widerstandselement (12C) und der Piezostapel (12) einstückig als eine Einheit kalziniert werden und eine Vielzahl von Einheiten der elektrischen Widerstandselemente (12C) und der Piezostapel (12) darauffolgend in einer Vielzahl von Schichten gestapelt werden.Piezoelectric actuator ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the electrical resistance element ( 12C ) and the piezo stack ( 12 ) are calcined in one piece as a unit and a plurality of units of the electrical resistance elements ( 12C ) and the piezo stack ( 12 ) are then stacked in a variety of layers. Piezoelektrisches Betätigungsglied (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Widerstandselement (12C) aus einer Keramik mit positiven Temperaturkoeffizienten geformt ist.Piezoelectric actuator ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the electrical resistance element ( 12C ) is formed from a ceramic with positive temperature coefficients. Piezoelektrisches Betätigungsglied (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Widerstandselement (12C) an einer Position angeordnet ist, die von einer Speisungsschaltung zum Speisen des Piezostapels (12) entfernt ist.Piezoelectric actuator ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the electrical resistance element ( 12C ) is arranged at a position which is supplied by a supply circuit for supplying the piezo stack ( 12 ) is removed. Kraftstoffeinspritzvorrichtung einer Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffeinspritzvorrichtung ein piezoelektrisches Betätigungsglied (1) mit einem Piezostapel (12), in dem Schichten aus piezoelektrischem Material (12A) und innerer Elektrodenschicht (121, 122) abwechselnd gestapelt sind, das piezoelektrische Betätigungsglied (1) ein zylindrisches Behälterteil (11) zur Unterbringung des Piezostapels (12) aufweist, so dass der Piezostapel (12) sich ausdehnen und zusammenziehen kann, und ein elektrisches Widerstandselement (12C) aufweist, das elektrisch mit dem Piezostapel (12) verbunden ist, und das elektrische Widerstandselement (12C) in dem zylindrischen Behälterteil (11) eingebaut ist, und die Kraftstoffeinspritzvorrichtung den Start oder den Stopp der Kraftstoffeinspritzung durch Anheben oder Absenken einer Düsennadel (7) entsprechend der Ausdehnung oder dem Zusammenziehen des piezoelektrischen Betätigungsglieds (1) durchführt.Fuel injection device of an internal combustion engine, characterized in that the fuel injection device is a piezoelectric actuator ( 1 ) with a piezo stack ( 12 ), in which layers of piezoelectric material ( 12A ) and inner electrode layer ( 121 . 122 ) are stacked alternately, the piezoelectric actuator ( 1 ) a cylindrical container part ( 11 ) to accommodate the piezo stack ( 12 ), so that the piezo stack ( 12 ) can expand and contract, and an electrical resistance element ( 12C ) which is electrically connected to the piezo stack ( 12 ) is connected, and the electrical resistance element ( 12C ) in the cylindrical container part ( 11 ) is installed, and the fuel injection device starts or stops the fuel injection by raising or lowering a nozzle needle ( 7 ) according to the expansion or contraction of the piezoelectric actuator ( 1 ). Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch einen Kolbenteil (2) auf den ein Versatz entsprechend der Ausdehnung oder den Zusammenziehen des piezoelektrischen Betätigungsglieds (1) übertragen wird, und eine Fluidkammer (3), deren innerer Druck durch eine Hin- und Herbewegung des Kolbenteils (2) geändert wird.Fuel injection device according to claim 9, characterized by a piston part ( 2 ) to which an offset corresponding to the expansion or contraction of the piezoelectric actuator ( 1 ) is transferred, and a fluid chamber ( 3 ), the internal pressure of which is caused by a reciprocating movement of the piston part ( 2 ) will be changed. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Widerstandselement (12C) einen Widerstandswert in dem Bereich von 0,1 bis 3 MΩ aufweist.Fuel injection device according to claim 9, characterized in that the electrical resistance element ( 12C ) has a resistance value in the range of 0.1 to 3 MΩ. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Widerstandselement (12C) einstückig mit den Schichten aus piezoelektrischen Material (12A) und den inneren Elektrodenschichten (121, 122) kalziniert wird, nachdem das elektrische Widerstandselement (12C) mit den Schichten aus piezoelektrischem Material (12A) und den inneren Elektrodenschichten (1221, 122) geschichtet worden ist.Fuel injection device according to claim 9, characterized in that the electrical resistance element ( 12C ) in one piece with the layers of piezoelectric material ( 12A ) and the inner electrode layers ( 121 . 122 ) is calcined after the electrical resistance element ( 12C ) with the layers of piezoelectric material ( 12A ) and the inner electrode layers ( 1221 . 122 ) has been layered. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Widerstandselement (12C) einen Widerstandswert mit einer Temperaturcharakteristik aufweist, und das elektrische Widerstandselement (12C) zur Erfassung der Temperatur des Piezostapels (12) verwendet wird.Fuel injection device according to claim 9, characterized in that the electrical resistance element ( 12C ) has a resistance value with a temperature characteristic, and the electrical resistance element ( 12C ) for recording the temperature of the piezo stack ( 12 ) is used. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Widerstandselement (12C) in der Mitte und/oder an beiden Enden des Piezostapels (12) angeordnet ist.Fuel injection device according to claim 9, characterized in that the electrical resistance element ( 12C ) in the middle and / or at both ends of the piezo stack ( 12 ) is arranged. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Widerstandselement (12C) und der Piezostapel (12) einstückig als eine Einheit kalziniert werden und eine Vielzahl von Einheiten der elektrischen Widerstandselemente (12C) und der Piezostapel (12) darauffolgend in einer Vielzahl von Schichten gestapelt werden.Fuel injection device according to claim 9, characterized in that the electrical resistance element ( 12C ) and the piezo stack ( 12 ) are calcined in one piece as a unit and a plurality of units of the electrical resistance elements ( 12C ) and the piezo stack ( 12 ) are then stacked in a variety of layers. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Widerstandselement (12C) aus einer Keramik mit positiven Temperaturkoeffizienten geformt ist.Fuel injection device according to claim 9, characterized in that the electrical resistance element ( 12C ) is formed from a ceramic with positive temperature coefficients. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Widerstandselement (12C) an einer Position angeordnet ist, die von einer Speisungsschaltung zum Speisen des Piezostapels (12) entfernt ist.Fuel injection device according to claim 9, characterized in that the electrical resistance element ( 12C ) is arranged at a position which is supplied by a supply circuit for supplying the piezo stack ( 12 ) is removed.
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